Введение к работе
Актуальность исследования. Особенностью современного состояния охраны окружающей среды является неэффективность работы очистных сооружений, что привело к избыточной нагрузке на естественные процессы самоочищения водных экосистем и постепенному накоплению загрязняющих веществ в окружающей среде. В сложившейся ситуации основная роль в снижении уровня токсичности компонентов сточных вод отводится природным и искусственным микробиологическим комплексам.
Теоретические и практические исследования в этой области показали нерешенность таких задач как направленное изменение и управление видовым составом микроорганизмов экспериментальных техногенных экосистем, так и искусственным созданием новых сообществ с заданной видовой структурой, с учетом устойчивости сообществ к веществам антропогенного происхождения / Мишустин, 1975; Одум, 1975; Уильямсон, 1975; Дзержинская, 1993/.
При деградации чужеродных соединений в водных экосистемах достаточно полное потребление компонентов субстрата достигается за счет мобилизации ферментативной способности микросообществ, заключающейся в сочетании процессов кометаболизма с комменсализмом. При этом естественно складывающиеся ассоциации - отнюдь не самые эффективные, поскольку некоторые микроводоросли могут выступать в роли "загрязнителей", вызывающих цветение водоемов при эвтрофикации /Veldkamp, Jannasch, 1972; Градова, Ковальский, 1975; Малашенко и др., 1975, Печуркин, 1981; Дзержинская, 1993/. В настоящее время в мировой практике для очистки сточных вод различного состава находят применение искусственно
создаваемые микросообщества, не имеющие в своем составе возбудителей цветения водоемов.
Целью настоящей работы явилось создание альгобактериального сообщества на основе Spirulina platensis /Nordstedt/ Geitler, способного к деструкции органических соединений в водных.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
1) определить жизнеспособность ряда штаммов S. platensis при
вселении в модели систем, имитирующих сточные воды
комплексного состава.
2) создать оптимальное альгобактериальное сообщество на основе
S. platensis и исследовать его таксономический состав.
3) изучить структурные и физиологические аспекты
функционирования альгобактериального сообщества в моделях -
отстойниках очистных сооружений.
4) выявить способность созданного альгобактериального сообщества
к деструкции органического вещества.
Научная новизна работы. Впервые получены новые альгобактериальные сообщества на основе устойчивых к сточным водам комплексного состава штаммов S. platensis /САШ - 532 и САШ -603/, и определен их оптимальный таксономический состав. Исследованы изменения структуры сообщества при вселении его в воды различного химического состава и способность к деструкции органических веществ сточных вод.
Практическая значимость. Показана возможность применение полученных сообществ на основе S. platensis для очистки сточных вод и разработан способ очистки буровых растворов от органических соединений. Результаты работы используются в курсах лекций по
технической микробиологии, инженерной экологии, читаемых студентам, стажерам и аспирантам Астраханского государственного технического университета.
Апробация работы. Основные положения и материалы диссертационной работы были представлены на Всероссийской конференции "Интродукция микроорганизмов в окружающую среду" /Москва, 1994/, Международной конференции "Каспий - настоящее и будущее" /Астрахань, 1995/, научно-практической конференции "Проблемы экологической безопасности Нижнего Поволжья в связи с разработкой и эксплуатацией нефтегазовых месторождений с высоким содержанием сероводорода" /Саратов, 1996; Астрахань, 2000/.
Стууктура и объем работы. Диссертация изложена на 117 страницах машинописного текста. Она состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 147 источников, втом числе 83 иностранных; приложений, иллюстрирована 10 рисунками и 12 таблицами.
Материалом для написания работы послужили 10-летние /1990-1999/ исследования серусодержащих сточных вод техногенных экосистем Астраханского газоконденсатного завода /АГПЗ/, Астраханского рыбокомбината /АРК/, комплексного состава / включающего стоки целлюлозно-картонного комбината, гидролизно-дрожжевого завода, завода резиновой обуви, бетонных конструкций, силикатных изделий/, и их моделей в лабораторных условиях. Объектами исследований явились штаммы S. platensis CALU-532, CALU-548, CALU-603, полученные из коллекции Ленинградского государственного университета, и микросообщества, выделенные в
процессе работы. Для моделирования процесса деструкции трудноразлагаемых компонентов сточных вод в лабораторных условиях использовался метод естественных и гнотобиотических микроэкосистем /Одум, 1986/. Гидрохимический, гидробиологический и микробиологический анализы осуществлялись в соответствии с общепринятыми методами /Жадин, 1956; Родина, 1965; Марголина, 1968; Лурье, 1973; Романенко, Кузнецов, 1974; Кузнецов, 1976; Теппер, 1976; Новиков и др. 1981/.
Таксономический состав сообщества и его структуру определяли путем микроскопирования с использованием камеры Нажотта. Количество микроорганизмов определяли методом прямого счета по Разумову /1932/, численность морфологических и физиологических групп - с помощью предельных разведений и высева на плотные питательные среды: питательный агар /РПА/, голодные агары по Романенко /1973/, агар Чапика, крахмальный агар, нитрат агар по Теппер /1976/, сусло-агар, среда Таусона. Чистые культуры бактерий получали по принципам Минкевича, стрептомицеты и микромицеты - уколом на агаризованных средах /Родина, 1965; Романенко, Кузнецов, 1974; Антипчук, 1979/
Состав микросообществ, включающий цианобактерии, бактерии, микромицеты, микроводоросли, простейшие идентифицировали по общепринятым методам /Определитель пресноводных водорослей СССР, 1986; Комаренко и др., 1953; Родина, 1965; Пидопличко, 1972; Милько, 1974; Киселев, 1976; Федоров, 1979; Берги, 198U; Ломова 1981; Гаузессоавт., 1983; Скворцова, 1984; Атласу Фауна аэротенков, 1984/. Измерения размеров клеток бактерий и микроводорослей, с последующим расчетом их биомассы, проводились
по следующим формулам /Родина, 1965; Федорова, 1979/. При выделении ассоциантов сообщества исследовались как части самого тяжа, так и окружающая его водная среда /Дзержинская, 1993/. Статистическая обработка результатов проведена с использованием программы "Statgraphics".
Похожие диссертации на Особенности формирования цианобактериального сообщества в техногенных экосистемах : На примере Spirulina platensis
